Luận Án Tiến Sĩ: Đánh Giá Rủi Ro Xâm Nhập Mặn Khu Vực Ven Biển Thái Bình - Nam Định

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển thái bình nam định ứng với các kịch bản, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề

• Tác giả: Nguyễn Văn Đào
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Mai Đăng
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Thủy Văn Học
• Đề tài: Đánh Giá Rủi Ro Xâm Nhập Mặn Khu Vực Ven Biển Thái Bình - Nam Định
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Câu hỏi nghiên cứu
• 0.5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 0.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 0.7. Bố cục của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ RỦI RO XÂM NHẬP MẶN
• 1.1. Một số khái niệm
• 1.2. Tổng quan nghiên cứu đánh giá hiểm họa xâm nhập mặn
• 1.2.1. Khái niệm về xâm nhập mặn
• 1.2.2. Tổng quan nghiên cứu xâm nhập mặn trên thế giới
• 1.2.3. Tổng quan nghiên cứu xâm nhập mặn tại Việt Nam
• 1.2.4. Tổng quan nghiên cứu về đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro thiên tai và xâm nhập mặn
• 1.2.4.1. Tổng quan nghiên cứu về đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro trên thế giới
• 1.2.4.2. Tổng quan nghiên cứu về đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro tại Việt Nam
• 1.3. Các Kịch bản Biến đổi khí hậu và Nước biển dâng cho Việt Nam
• 1.4. Tổng quan lưu vực sông Hồng-Thái Bình
• 1.4.1. Đặc điểm chung về lưu vực nghiên cứu
• 1.4.2. Hiện trạng xâm nhập mặn
• 1.4.3. Một số nghiên cứu điển hình về xâm nhập mặn khu vực nghiên cứu
• 1.5. Định hướng nghiên cứu
• 1.6. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO XÂM NHẬP MẶN
• 2.1. Hướng tiếp cận nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn theo dọc sông
• 2.2.1. Lựa chọn mô hình mô phỏng
• 2.2.2. Giới thiệu mô hình MIKE 11 mô phỏng vùng nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp tính toán hiểm hoạ và xây dựng bản đồ XNM đến cấp xã
• 2.4. Phương pháp xây dựng bộ tiêu chí và đánh giá tổn thương do xâm nhập mặn
• 2.5. Phương pháp xác định các trọng số của các yếu tố trong bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương
• 2.6. Phương pháp đánh giá rủi ro
• 2.7. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ RỦI RO DO XÂM NHẬP MẶN CHO KHU VỰC VEN BIỂN THÁI BÌNH – NAM ĐỊNH
• 3.1. Mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn
• 3.1.1. Thiết lập mô hình và hiệu chỉnh, kiểm định mô hình mô phỏng
• 3.1.2. Xây dựng các kịch bản mô phỏng
• 3.1.3. Kết quả mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn
• 3.2. Xây dựng bản đồ hiểm họa xâm nhặp mặn
• 3.2.1. Xây dựng bản đồ hiểm họa xâm nhập mặn ứng với các kịch bản mực nước triều
• 3.2.2. Xây dựng bản đồ hiểm họa xâm nhập mặn ứng với các kịch bản NBD
• 3.3. Thiết lập bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn
• 3.4. Đánh giá tính dễ bị tổn thương
• 3.4.1. Đánh giá tiêu chí tính nhạy (S)
• 3.4.2. Đánh giá tiêu chí mức độ phơi nhiễm (E)
• 3.4.3. Đánh giá tiêu chí khả năng ứng phó (A)
• 3.4.4. Đánh giá tính dễ bị tổn thương (V) theo các kịch bản
• 3.5. Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn (R) và xây dựng bản đồ rủi ro
• 3.5.1. Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn theo các kịch bản triều
• 3.5.2. Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn trung bình
• 3.5.3. Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn theo các kịch bản nước biển dâng
• 3.6. Đề xuất một số giải pháp ứng phó và thích nghi khai thác trong quá trình XNM của khu vực nghiên cứu
• 3.7. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 0.1. Những kết quả đã đạt được của Luận án
• 0.2. Những đóng góp mới của Luận án
• 0.3. Những tồn tại và hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án
• CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về xâm nhập mặn và tầm quan trọng của nghiên cứu

Xâm nhập mặn (XNM) là một hiện tượng tự nhiên phức tạp, xảy ra chủ yếu tại các vùng đồng bằng và cửa sông ven biển. Hiện tượng này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn tác động sâu sắc đến đời sống kinh tế-xã hội, đặc biệt là trong lĩnh vực nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Theo nghiên cứu, nguyên nhân chính dẫn đến XNM bao gồm hạn hán, giảm lưu lượng dòng chảy từ thượng nguồn, khai thác nước ngầm quá mức và nước biển dâng. Tình hình XNM đang trở nên nghiêm trọng hơn, ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp và các công trình xây dựng ven biển. Do đó, việc nghiên cứu và đánh giá rủi ro XNM là rất cần thiết để đưa ra các biện pháp phòng ngừa và ứng phó kịp thời.

II. Tình hình xâm nhập mặn tại ven biển Thái Bình Nam Định

Khu vực ven biển Thái Bình - Nam Định là một trong những vùng chịu ảnh hưởng nặng nề của XNM. Theo số liệu thực tế, độ mặn trong nước sông biến đổi theo mùa, với mức cao hơn vào mùa cạn do lượng nước ngọt từ thượng nguồn giảm. Các cửa sông như Đáy, Ninh Cơ, và Thái Bình thường xuyên bị ảnh hưởng bởi chế độ nhật triều, dẫn đến tình trạng XNM gia tăng. Hệ thống sông Hồng - Thái Bình không chỉ là nguồn nước ngọt mà còn là nguồn cung cấp nước cho các hoạt động nông nghiệp, do đó, việc theo dõi và đánh giá diễn biến XNM là rất quan trọng để bảo vệ sản xuất nông nghiệp và đời sống của người dân.

III. Phương pháp nghiên cứu và đánh giá rủi ro xâm nhập mặn

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng diễn biến XNM theo các kịch bản khác nhau, bao gồm kịch bản mực nước triều và nước biển dâng. Mô hình MIKE 11 được áp dụng để mô phỏng diễn biến độ mặn trong khu vực nghiên cứu. Các tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro được xây dựng dựa trên ba yếu tố chính: tính nhạy, mức độ phơi nhiễm, và khả năng ứng phó. Kết quả từ mô phỏng sẽ cung cấp thông tin chi tiết về tình hình XNM, từ đó giúp xác định các vùng có nguy cơ cao và đề xuất biện pháp ứng phó thích hợp.

IV. Kết quả nghiên cứu và đánh giá tác động của xâm nhập mặn

Kết quả mô phỏng cho thấy, XNM có xu hướng gia tăng tại các xã ven biển Thái Bình - Nam Định, đặc biệt là trong các kịch bản nước biển dâng. Bản đồ hiểm họa XNM đã được xây dựng, cho thấy rõ ràng mức độ ảnh hưởng của độ mặn đến sản xuất nông nghiệp. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, các xã chịu ảnh hưởng nặng nề nhất thường là những nơi có cơ sở hạ tầng yếu kém và thiếu nguồn nước ngọt. Từ đó, việc đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro là cực kỳ cần thiết để đề xuất các giải pháp ứng phó và phát triển bền vững.

V. Đề xuất giải pháp ứng phó với rủi ro xâm nhập mặn

Dựa trên kết quả nghiên cứu, một số giải pháp ứng phó với XNM đã được đề xuất. Các giải pháp này bao gồm việc cải thiện quản lý nguồn nước, tăng cường hệ thống thoát nước, và phát triển các mô hình nông nghiệp thích ứng với điều kiện mặn. Ngoài ra, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng địa phương trong việc triển khai các biện pháp phòng ngừa. Việc nâng cao nhận thức của người dân về tác động của XNM cũng là một yếu tố quan trọng để giảm thiểu rủi ro.

VI. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu này đã chỉ ra tầm quan trọng của việc đánh giá rủi ro XNM tại ven biển Thái Bình - Nam Định. Việc xác định các vùng có nguy cơ cao và đề xuất các biện pháp ứng phó kịp thời sẽ góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho khu vực. Cần tiếp tục thực hiện các nghiên cứu sâu hơn về XNM để có cái nhìn tổng quát hơn về tình hình và tác động của nó trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ kỹ thuật với đề tài "Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình – Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Đào, chuyên ngành Thủy văn học (mã số: 9440224), dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Mai Đăng và GS. Trần Hồng Thái tại Trường Đại học Thủy lợi (năm 2023).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Xâm nhập mặn (XNM) là loại hình thiên tai diễn ra tương đối chậm và kéo dài ở các vùng đồng bằng và cửa sông ven biển, gây ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinh hoạt và tuổi thọ công trình xây dựng. Tại vùng đồng bằng sông Hồng – Thái Bình, diễn biến XNM chịu tác động tổng hợp từ suy giảm lưu lượng dòng chảy thượng nguồn vào mùa kiệt, hạ thấp mực nước ngầm, chế độ nhật triều vịnh Bắc Bộ và nước biển dâng (NBD) do biến đổi khí hậu (BĐKH).

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định xuất phát từ thực trạng các nghiên cứu trước đây ở Việt Nam chủ yếu sử dụng mô hình thủy lực một chiều để mô phỏng truyền mặn trên dòng chính, sau đó nội suy tuyến tính hoặc theo hàm mũ để vẽ đường đẳng mặn. Cách tiếp cận này chỉ phản ánh phân bố mặn trên sông lớn mà chưa tính đến cơ chế xâm nhập mặn vào nội đồng qua hệ thống cống lấy nước (phụ thuộc vào cao trình đáy cống, thời gian mở cống và ngưỡng mặn cho phép lấy nước). Đồng thời, việc đánh giá tác động XNM trước đây phần lớn chỉ dựa trên thống kê thiệt hại đơn thuần hoặc dự báo nồng độ mặn, thiếu khung đánh giá rủi ro định lượng tích hợp giữa mức độ hiểm họa (Hazard), mức độ phơi nhiễm (Exposure), tính nhạy cảm (Sensitivity) và khả năng ứng phó (Adaptive Capacity) chi tiết đến cấp xã theo quy định của Luật Phòng, chống thiên tai và hướng dẫn của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC).

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của luận án là đánh giá rủi ro XNM và đề xuất các giải pháp giảm thiểu rủi ro XNM cho vùng ven biển hai tỉnh Thái Bình và Nam Định. Các mục tiêu cụ thể gồm:

1. Đánh giá diễn biến XNM theo không gian đến các xã trong khu vực nghiên cứu.
2. Xây dựng bộ chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương (TDBTT) và rủi ro XNM.
3. Tính toán thử nghiệm tính dễ bị tổn thương và rủi ro do XNM cho vùng ven biển Thái Bình – Nam Định và đề xuất các giải pháp giảm thiểu.

Câu hỏi nghiên cứu

Luận án tập trung giải quyết 3 câu hỏi nghiên cứu:

1. Hiện nay việc mô phỏng diễn biến và xây dựng bản đồ XNM trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình chủ yếu sử dụng mô hình thủy lực 1 chiều để mô phỏng trên sông chính và bản đồ XNM được thiết lập dựa trên việc nối các điểm đẳng mặn trên sông chính với nhau. Rõ ràng điều đó chưa hợp lý bởi ranh giới XNM phụ thuộc vào vị trí và thời gian hoạt động lấy nước của hệ thống cống lấy nước trên sông chính vào trong nội đồng. Vậy làm thế nào để xác định nguy cơ XNM trong nội đồng khi lấy nước từ sông vào đồng phục vụ cho nông nghiệp?
2. Trên quan điểm tiếp cận tổng hợp có rất nhiều tiêu chí đánh giá rủi ro, vậy sử dụng những tiêu chí nào để đánh giá được rủi ro XNM cho khu vực nghiên cứu, và trọng số (weight) của từng tiêu chí trong khung đánh giá là bao nhiêu?
3. Mong muốn tìm ra các giải pháp hiệu quả để ứng phó, khắc phục những tác động của XNM chi tiết đến từng xã, cần có thông tin cụ thể về mức độ và phân bố không gian (index) của từng yếu tố nguy cơ, tính dễ bị tổn thương và rủi ro XNM, vậy phải tính toán như thế nào?

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Xâm nhập nước mặn từ biển vào sông, kênh và nội đồng vùng cửa sông ven biển; phương pháp xác định tính dễ bị tổn thương và rủi ro của các xã sản xuất nông nghiệp do XNM.
• Phạm vi không gian: Khu vực ven biển hai tỉnh Thái Bình và Nam Định, gồm 243 xã thuộc 5 huyện của Nam Định (Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thủy, Xuân Trường, Trực Ninh) và 3 huyện của Thái Bình (Kiến Xương, Tiền Hải, Thái Thụy).
• Phạm vi thời gian: Diễn biến XNM tập trung trong mùa kiệt từ tháng I đến tháng III; các kịch bản nước biển dâng được tính toán cho các mốc thời gian năm 2030, 2040 và 2050 theo các kịch bản nồng độ khí nhà kính RCP4.5 và RCP8.5.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

Tác giả đã tổng thuật các hướng nghiên cứu mô phỏng và đánh giá tác động XNM trên thế giới:

• Mô phỏng thủy động lực học và lan truyền mặn: May Ling Becker và ccs (2010) khảo sát cấu trúc độ mặn cửa sông Cape Fear (Hoa Kỳ); Sangman Jeong và ccs (2010) ứng dụng mô hình 3D EFDC tại hạ lưu sông Geum (Hàn Quốc) xác định phạm vi XNM từ 42,10 km đến 50,72 km tùy theo chế độ dòng chảy; Rice và ccs (2012) dùng mô hình HEM-3D đánh giá kịch bản NBD 30, 50, 100 cm trên sông James và Chickahominy (Hoa Kỳ); Wei Chen và ccs (2016) áp dụng mô hình 3D với lưới phi cấu trúc tại cửa sông Dương Tử (Trung Quốc); Xiankui Zeng và ccs (2018) dùng mô hình SEAWAT4 phân tích độ nhạy XNM tại sông Dagu (Vịnh Giao Châu); Yongming Shen và ccs (2018) dùng FVCOM-SWAVE tại cửa sông Châu Giang; Jun Wang và ccs (2019) dùng FVCOM tại sông Indus (Pakistan); Gubash Azhikodan và ccs (2021) phân tích XNM tại sông Tanintharyi (Myanmar); Lucy M. Bricheno và ccs (2021) mô phỏng tương tác giữa BĐKH, NBD và XNM tại đồng bằng sông Hằng – Brahmaputra – Meghna.
• Đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro: Nghiên cứu của Green C.N và ccs (1991) dùng bảng hỏi điều tra kinh tế - xã hội; IPCC-CZMS (1992) đề xuất khung đánh giá tổn thương 7 bước do NBD; Nicholls và ccs (1999) chỉ ra các hạn chế về tương tác động của phương pháp IPCC-CZMS; các nghiên cứu lý thuyết của Gabor và Griffith (1980), UNDRO (1991), Dow và Downing (1995), Weichselgartner và Bertens (2000), IPCC (2007, 2012).

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam

Tại Việt Nam, các nghiên cứu XNM và BĐKH đã được triển khai trên nhiều lưu vực:

• Lưu vực miền Trung và miền Nam: Lê Đức Thường và ccs (2013) dùng MIKE 11 cho hạ lưu sông Ba; Nguyễn Tùng Phong và ccs (2013), Đinh Phùng Bảo (2017), Hoàng Thanh Sơn và ccs (2018) nghiên cứu hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn bằng mô hình MIKE 11, WRF, MIKE-NAM và thiết bị đo AAQ1183S-IF; Hoàng Văn Đại và ccs (2014), Lưu Đức Dũng và ccs (2014) nghiên cứu hạ lưu sông Mã; Nguyễn Kỳ Phùng và ccs (2017) cho sông Đồng Nai; Lê Thị Phụng và ccs (2017) cho tỉnh Vĩnh Long; Giáp Văn Vĩnh và ccs (2018) nghiên cứu tác động thủy điện thượng nguồn Mê Kông đến ĐBSCL; Vũ Thùy Linh và ccs (2019) tích hợp SWAT và HEC-RAS cho TP. Hồ Chí Minh; Nguyễn Văn Đào và ccs (2019) đánh giá XNM tại Bến Tre; Nguyễn Thu Hiền (2020) cho hạ lưu sông Cả; Đoàn Văn Hải và ccs (2020) tích hợp MIKE 11 - GIS - Google Earth dự báo mặn cho ĐBSCL; Bùi Tá Long và ccs (2021) dùng MIKE 3 cho sông Vệ.
• Lưu vực sông Hồng – Thái Bình: Đoàn Thanh Hằng (2010) kết hợp MIKE 11 và MIKE 21 dự báo thời gian thực; Trần Thục và ccs (2010) mô phỏng kịch bản NBD 2050 và 2100; Lê Thu Hiền và ccs (2011) mô phỏng ảnh hưởng điều tiết hồ chứa Hòa Bình và Sơn La; Hoàng Đức Nghĩa và ccs (2011) nghiên cứu cấp nước nông thôn Nam Định; Nguyễn Thanh Hùng (2013) tính toán mạng sông Thái Bình; Hoàng Ngọc Quang (2016) mô phỏng sông Trà Lý; Tô Văn Trường và ccs (2017) đánh giá điều tiết xả nước phục vụ đổ ải vụ Đông Xuân; Đỗ Đức Thắng và ccs (2019) phân tích số liệu mặn 2000–2017 tại Thái Bình; Nguyễn Bách Tùng và ccs (2020) dùng MIKE 3 mô phỏng sông Ninh Cơ.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Các công trình trên chủ yếu dừng lại ở việc mô phỏng lan truyền độ mặn dọc sông chính hoặc xác định ranh mặn 1‰ và 4‰ dạng đường đẳng trị mà không xét tới sự phân bố nguồn nước mặn đi vào mạng lưới thủy lợi nội đồng qua các cống điều tiết. Đồng thời, chưa có công trình nào thiết lập bộ chỉ số TDBTT hoàn chỉnh cấp xã và tích hợp với bản đồ hiểm họa nội đồng để lượng hóa rủi ro XNM toàn diện cho vùng hạ du sông Hồng – Thái Bình. Luận án lựa chọn giải quyết trực tiếp khoảng trống phương pháp luận và thực tiễn này.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm

• Định nghĩa rủi ro thiên tai: Luận án tiếp cận rủi ro thiên tai theo Luật Phòng, chống thiên tai (số 33/2013/QH13) và khung lý thuyết của IPCC (2012):

  $$\text{Rủi ro (Risk - R)} = f(\text{Hiểm họa - H}, \text{Tính dễ bị tổn thương - V})$$

  Trong đó, Tính dễ bị tổn thương (V) được cấu thành từ ba thành phần: Mức độ phơi nhiễm (Exposure - E), Tính nhạy (Sensitivity - S) và Khả năng ứng phó/thích nghi (Adaptive Capacity - A):

  $$V = f(E, S, A)$$

• Khung lựa chọn và cấu trúc chỉ số: Áp dụng phương pháp DPSIR (Driving forces – Pressure – State – Impact – Response) để phân tích tương tác hệ thống tự nhiên - xã hội, kết hợp nguyên tắc SMART (Specific, Measurable, Attainable, Relevant, Time-bound) để sàng lọc các biến chỉ thị.

Phương pháp nghiên cứu

1. Phương pháp mô hình hóa thủy lực và lan truyền mặn:
   • Sử dụng bộ mô hình MIKE 11 (DHI) gồm mô đun thủy lực 1 chiều (HD - Hydrodynamic) và mô đun bình lưu - khuếch tán chất (AD - Advection-Dispersion).
   • Thiết lập mạng lưới tính toán toàn hệ thống sông Hồng – Thái Bình với các biên trên là lưu lượng dòng chảy và biên dưới là dao động mực nước triều tại 9 cửa sông: Đáy, Ninh Cơ, Ba Lạt, Trà Lý, Thái Bình, Văn Úc, Lạch Tray, Cấm, Bạch Đằng.
2. Phương pháp đánh giá hiểm họa XNM nội đồng cấp xã:
   • Đánh giá hiểm họa dựa trên hai yếu tố thành phần tại vị trí cống lấy nước cấp cho xã: Hiểm họa theo độ mặn lớn nhất ($H_S$) và Hiểm họa theo thời gian có thể lấy nước ($H_T$).
   • Thời gian lấy nước ($T$) được tính toán dựa trên điều kiện kép: Mực nước ngoài sông cao hơn cao trình cống và độ mặn ngoài sông nhỏ hơn hoặc bằng ngưỡng cho phép ($S_{cp} \le 1‰$ hoặc $S_{cp} \le 4‰$).
   • Tổng hợp chỉ số hiểm họa tổng hợp ($H$) từ ma trận kết hợp giữa $H_S$ và $H_T$.
3. Phương pháp phân tích thứ bậc (AHP):
   • Sử dụng thang điểm Saaty (1 đến 9) và ma trận so sánh cặp để tính trọng số ($w_i$) cho các tiêu chí và chỉ số thành phần của $S$, $E$, $A$.
   • Kiểm tra tính nhất quán thông qua chỉ số nhất quán ngẫu nhiên (RI) và tỷ số nhất quán ($CR < 0,1$).
4. Phương pháp thống kê và chuẩn hóa dữ liệu:
   • Phân tích tần suất mực nước triều lớn nhất tại các cửa sông ($P = 1%, 5%, 10%, 25%, 50%$).
   • Chuẩn hóa các chỉ số kinh tế - xã hội và hiểm họa về thang đo không thứ nguyên $[0, 1]$ theo phương pháp Max-Min (hàm đồng biến và nghịch biến).
5. Phương pháp Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và điều tra chuyên gia:
   • Sử dụng GIS để chồng xếp các lớp dữ liệu không gian, nội suy và hiển thị bản đồ hiểm họa, bản đồ TDBTT và bản đồ rủi ro đến ranh giới 243 xã.
   • Điều tra thực địa và tham vấn chuyên gia, cán bộ quản lý công ty khai thác công trình thủy lợi (Nam Ninh, Xuân Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng...) bằng phiếu điều tra.

Nguồn tài liệu và dữ liệu

• Dữ liệu địa hình: Mặt cắt hình học sông chính và hệ thống đê, cống ven biển Thái Bình, Nam Định.
• Dữ liệu thủy văn, hải văn: Chuỗi số liệu lưu lượng tại các trạm biên trên (Sơn Tây, Hà Nội, Thượng Cát...); chuỗi mực nước và độ mặn thực đo tại 18 trạm đo mặn và trạm hải văn Hòn Dáu giai đoạn 2000–2021.
• Dữ liệu kịch bản BĐKH & NBD: Kịch bản BĐKH và NBD cập nhật của Bộ Tài nguyên và Môi trường (năm 2016 và 2020) cho khu vực Hòn Dáu – Đèo Ngang.
• Dữ liệu kinh tế - xã hội: Niên giám thống kê, số liệu diện tích đất nông nghiệp, dân số, cơ sở hạ tầng, hiện trạng PCTT cấp xã của 243 xã ven biển Nam Định và Thái Bình.

Kịch bản NBD tại dải ven biển Hòn Dáu – Đèo Ngang (Bộ TNMT)	Mốc 2030 (cm)	Mốc 2040 (cm)	Mốc 2050 (cm)
Kịch bản RCP4.5 (công bố năm 2016)	13	17	22
Kịch bản RCP4.5 (công bố năm 2020)	12	17	22
Kịch bản RCP8.5 (công bố năm 2016)	13	18	25

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu về rủi ro xâm nhập mặn

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về thiên tai, hiểm họa, tính dễ bị tổn thương và rủi ro XNM; phân tích đặc điểm tự nhiên lưu vực sông Hồng – Thái Bình và hiện trạng XNM tại khu vực nghiên cứu.

Các nội dung và số liệu trọng tâm:

• Lưu vực sông Hồng – Thái Bình có tổng diện tích tự nhiên $169.000\text{ km}^2$ (phần thuộc Việt Nam chiếm $51,3%$ tương ứng $86.680\text{ km}^2$). Vùng đồng bằng châu thổ rộng $17.000\text{ km}^2$, địa hình rất thấp: $58,4%$ diện tích có cao trình $< 2\text{ m}$ và $> 72%$ diện tích có cao trình $< 3\text{ m}$. Bốn tỉnh Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình có trên $80%$ diện tích đất đai ở cao trình dưới $2\text{ m}$.
• Khí hậu mang tính phân mùa rõ rệt: Mùa mưa (tháng V–X) chiếm $85%$ lượng mưa cả năm; mùa kiệt (tháng XI–IV) chỉ chiếm $15%$ lượng mưa, tháng ít mưa nhất là tháng III ($15\text{–}20\text{ mm}$).
• Chế độ thủy triều: Vịnh Bắc Bộ mang chế độ nhật triều điển hình, biên độ triều lớn ($\Delta H_{\max}$ từ $3,5\text{–}4,0\text{ m}$), chu kỳ triều cường khoảng 15 ngày. Sóng triều mùa kiệt truyền sâu vào sông chính tới $150\text{ km}$. Mực nước triều trung bình tại Hòn Dáu cao nhất vào tháng X ($+36\text{ cm}$) và thấp nhất vào tháng III ($+7\text{ cm}$).
• Hiện trạng XNM thực tế:
  • Chiều dài xâm nhập mặn ranh 1‰ trung bình nhiều năm trên sông Hồng là $14\text{–}33\text{ km}$, sông Đáy $41\text{ km}$, sông Ninh Cơ $36\text{ km}$, sông Trà Lý $51\text{ km}$, sông Thái Bình $13\text{–}49\text{ km}$.
  • Tại Nam Định: Vụ Đông Xuân 2019–2020, độ mặn trên sông Hồng tại cống Số 7 (cách biển $28\text{ km}$) đạt $3,75‰$ (vượt ngưỡng cho phép $2,75‰$); cống Trệ trên sông Ninh Cơ (cách biển $29\text{ km}$) đạt $3,0‰$ (ngưỡng cho phép $2,0‰$); cống Tam Tòa trên sông Đáy (cách biển $35\text{ km}$) đạt $2,0‰$ (ngưỡng cho phép $1,0‰$). Hàng năm có gần $38.000\text{ ha}$ đất canh tác tại 5 huyện ven biển bị ảnh hưởng bởi hạn hán và XNM.
  • Tại Thái Bình: Tỷ lệ diện tích nhiễm mặn 1‰ tại huyện Thái Thụy là $91%$, huyện Tiền Hải là $100%$. Độ mặn đo được tại cống Thái Phúc đạt $1,7‰$, cống Đoài và cống Bùi đạt $2,0‰$. Nếu nước biển dâng $50\text{ cm}$, diện tích đất ven biển có nguy cơ xâm thực là $11,8%$; nếu dâng $100\text{ cm}$, tỷ lệ này tăng lên $31,4%$.

Chương 2: Nghiên cứu phương pháp đánh giá rủi ro xâm nhập mặn

Chương 2 thiết lập khung phương pháp luận hoàn chỉnh từ mô phỏng lan truyền mặn trên mạng sông chính đến xác định hiểm họa nội đồng cấp xã, xây dựng bộ tiêu chí TDBTT và tích hợp đánh giá rủi ro.

Các nội dung và quy trình cốt lõi:

• Mô phỏng thủy lực - lan truyền mặn: Thiết lập mô hình MIKE 11 (HD và AD) trên mạng lưới sông Hồng – Thái Bình. Hiệu chỉnh mô hình thủy lực bằng chuỗi tài liệu thực đo năm 2012 tại Sơn Tây và Hà Nội; kiểm định mô hình bằng chuỗi số liệu năm 2011 tại Sơn Tây và Thượng Cát. Mô đun AD được hiệu chỉnh và kiểm định tại các trạm đo mặn dọc sông.
• Phương pháp xác định hiểm họa cấp xã:
  • Xác định vị trí các công trình cống đầu mối cấp nước cho từng xã.
  • Tính toán quá trình diễn biến mặn và mực nước ngoài cống theo từng kịch bản.
  • Tính toán thời gian lấy nước tự chảy $T$ khi thỏa mãn: mực nước sông $\ge$ cao trình cống và độ mặn sông $\le S_{cp}$ (với hai ngưỡng $S_{cp} \le 1‰$ cho cây trồng nhạy cảm và $S_{cp} \le 4‰$ cho lúa chịu hạn/mặn).
  • Phân cấp chỉ số hiểm họa độ mặn ($H_S$) và hiểm họa thời gian lấy nước ($H_T$), sau đó tra ma trận tổ hợp để xác định cấp độ hiểm họa tổng hợp ($H$) cho từng xã theo 5 cấp (Rất thấp, Thấp, Trung bình, Cao, Rất cao).
• Thiết lập bộ tiêu chí TDBTT theo AHP:
  • Bộ tiêu chí gồm 3 thành phần chính: Tính nhạy ($S$), Mức độ phơi nhiễm ($E$) và Khả năng ứng phó ($A$).
  • Thu thập dữ liệu cấp xã và chuẩn hóa về dải $[0, 1]$.
  • Tính toán trọng số AHP thông qua ma trận so sánh cặp giữa các tiêu chí và chỉ thị thành phần.
• Tính toán rủi ro: Tổ hợp giá trị $H$ và $V$ để xác định cấp độ rủi ro $R$ cho từng xã theo từng kịch bản triều và kịch bản NBD, hiển thị bằng bản đồ GIS.

Chương 3: Kết quả đánh giá rủi ro do xâm nhập mặn cho khu vực ven biển Thái Bình – Nam Định

Chương 3 trình bày các kết quả tính toán chi tiết cho 243 xã thuộc hai tỉnh Nam Định và Thái Bình ứng với các kịch bản tần suất triều và kịch bản NBD.

Các phát hiện và kết quả định lượng:

• Kết quả mô phỏng thủy lực và độ mặn:
  • Mô hình MIKE 11 phản ánh tốt diễn biến mực nước và độ mặn tại các trạm kiểm tra vùng hạ lưu.
  • Độ mặn dọc các sông chính (sông Đáy, Ninh Cơ, sông Hồng, Trà Lý, Thái Bình) tăng dần theo mức độ dâng của triều và các mốc NBD (2030, 2040, 2050).
  • Diễn biến mặn và thời gian mở cống tại các cống lấy nước lớn biến động mạnh theo pha triều; vào kỳ triều cường, thời gian lấy nước ngọt bị rút ngắn rõ rệt.
• Đánh giá hiểm họa XNM:
  • Thống kê số lượng xã chịu ảnh hưởng theo từng cấp độ hiểm họa $H$ (tương ứng $S_{cp} \le 1‰$ và $S_{cp} \le 4‰$) cho thấy các xã nằm gần cửa sông và cuối hệ thống thủy nông chịu cấp hiểm họa Cao và Rất cao.
  • Khi xét kịch bản NBD 2030, 2040, 2050 (RCP4.5 và RCP8.5), số lượng xã bị chuyển dịch sang nhóm hiểm họa cao gia tăng liên tục qua các mốc thời gian.
• Kết quả đánh giá tính dễ bị tổn thương (V):
  • Trọng số AHP được xác định cụ thể cho từng nhóm biến $S$, $E$, $A$.
  • Tính toán chỉ số $V$ chuẩn hóa cho 243 xã: Các xã thuần nông ven biển có tỷ lệ diện tích lúa lớn, nguồn thu nhập phụ thuộc nông nghiệp nhưng hạ tầng trữ nước và đê điều chưa hoàn thiện có chỉ số $V$ cao.
• Kết quả đánh giá và lập bản đồ rủi ro XNM (R):
  • Luận án đã tổng hợp số xã thuộc các cấp rủi ro cho từng tỉnh theo từng kịch bản tần suất triều ($P = 1%, 5%, 10%, 25%, 50%$) và kịch bản NBD (2030-RCP4.5, 2030-RCP8.5, 2050-RCP4.5, 2050-RCP8.5).
  • Bản đồ rủi ro trung bình và bản đồ rủi ro theo từng kịch bản chỉ rõ các "điểm nóng" rủi ro cao tập trung tại các huyện Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng (Nam Định) và Tiền Hải, Thái Thụy (Thái Bình).
• Đề xuất giải pháp thích ứng và giảm thiểu:
  • Giải pháp công trình: Đầu tư nâng cấp kiên cố hóa các tuyến đê biển, đê sông xung yếu; sửa chữa, thay thế các cửa cống lấy nước bị rò rỉ mặn; nạo vét khơi thông hệ thống kênh mương trục chính; xây dựng và nâng cấp các trạm bơm dã chiến để chủ động lấy nước ngọt trong các khung giờ triều chân.
  • Giải pháp phi công trình: Hoàn thiện quy chế vận hành phối hợp các hồ chứa thủy điện lớn ở thượng nguồn (Hòa Bình, Tuyên Quang, Thác Bà, Sơn La) nhằm duy trì mực nước hạ lưu hợp lý trong các đợt xả tăng cường đổ ải vụ Đông Xuân; điều chỉnh lịch mùa vụ gieo cấy; chuyển đổi cơ cấu cây trồng (chuyển diện tích lúa bị mặn sang cây màu chịu hạn hoặc mô hình nuôi trồng thủy sản kết hợp rừng ngập mặn); mở rộng diện tích trồng rừng phòng hộ ven biển.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học

1. Đề xuất phương pháp đánh giá hiểm họa XNM nội đồng cấp xã: Xây dựng cách tiếp cận mới để tính toán và lập bản đồ hiểm họa XNM xâm nhập vào nội đồng chi tiết đến cấp xã trong điều kiện thiếu số liệu mặt cắt hình học và số liệu quan trắc mặn chi tiết trên hệ thống kênh rạch nội đồng. Phương pháp này dựa trên cơ chế tương tác giữa diễn biến mặn - mực nước trên sông chính với cao trình cống và thời gian mở cống lấy nước phục vụ sản xuất nông nghiệp.
2. Thiết lập bộ tiêu chí và quy trình tính toán trọng số đánh giá TDBTT và rủi ro XNM: Xây dựng thành công khung bộ chỉ số định lượng bao gồm tính nhạy, mức độ phơi nhiễm và khả năng ứng phó thích nghi; xác định hệ thống trọng số bằng phương pháp phân tích thứ bậc AHP để đánh giá TDBTT và rủi ro do XNM cho từng đơn vị cấp xã ven biển.

Những đóng góp về mặt thực tiễn

1. Cung cấp bức tranh phân bố rủi ro chi tiết: Cung cấp bộ dữ liệu định lượng và hệ thống bản đồ số phân vùng hiểm họa, TDBTT và rủi ro XNM cho 243 xã thuộc hai tỉnh Nam Định và Thái Bình ứng với các kịch bản tần suất triều và kịch bản nước biển dâng.
2. Cơ sở khoa học cho công tác ra quyết định và quy hoạch: Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo trực tiếp cho các cơ quan quản lý nông nghiệp, tài nguyên nước, các Công ty Khai thác công trình thủy lợi tại địa phương trong việc xây dựng kế hoạch phòng chống thiên tai cấp xã, điều chỉnh lịch lấy nước mùa khô và phân bổ nguồn lực đầu tư cho các khu vực có rủi ro cao.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các nội dung trình bày trong văn bản luận án, các hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm:

• Hạn chế về dữ liệu hình học và quan trắc mặn nội đồng: Do hệ thống kênh mương nội đồng dày đặc nhưng thiếu số liệu mặt cắt địa hình chi tiết và thiếu mạng lưới trạm đo mặn tự động trong đồng, mô hình thủy lực hiện tại chỉ mô phỏng trên các trục sông chính kết hợp tính toán điều kiện lấy nước qua cống, chưa mô phỏng trực tiếp dòng chảy hai chiều hoặc ba chiều trong toàn bộ hệ thống kênh cấp 1, cấp 2 nội đồng.
• Chuỗi số liệu quan trắc mặn còn ngắn và phân bố chưa đồng đều: Mạng lưới trạm quan trắc độ mặn trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình hiện có 18 trạm, một số trạm có chuỗi số liệu ngắn (2–3 năm) hoặc đo đạc không liên tục, gây khó khăn cho việc kiểm định mô hình AD ở quy mô không gian chi tiết.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo:
  • Tiếp tục điều tra, đo đạc bổ sung mặt cắt hình học và mạng lưới quan trắc mặn tự động trên các tuyến kênh trục nội đồng để tích hợp mô hình mô phỏng thủy lực nội đồng chi tiết.
  • Cập nhật các kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng mới nhất và tính toán tích hợp sự thay đổi quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch hệ thống thủy lợi trong tương lai vào bộ chỉ số TDBTT.

---

Giá trị tham khảo

Luận án có giá trị tham khảo chuyên môn trong lĩnh vực Thủy văn học và Quản lý tài nguyên nước:

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Là tài liệu tham khảo phương pháp luận kết hợp mô hình toán thủy lực 1 chiều (MIKE 11 HD/AD) với phương pháp đánh giá đa tiêu chí AHP và công nghệ GIS để giải quyết bài toán rủi ro thiên tai cấp cơ sở.
• Đối với cơ quan quản lý nhà nước (Sở NN&PTNT, Chi cục Thủy lợi, Ban Chỉ huy PCTT&TKCN các tỉnh Nam Định, Thái Bình): Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng Kế hoạch phòng chống thiên tai cấp xã theo quy định của Luật Phòng, chống thiên tai; xác định các vùng trọng điểm chịu rủi ro cao để ưu tiên kinh phí nâng cấp công trình đê kè, cống ngăn mặn.
• Đối với các Công ty TNHH MTV Khai thác công trình thủy lợi (Nam Ninh, Xuân Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng, Kiến Xương, Tiền Hải, Thái Thụy): Cung cấp các biểu đồ thời gian lấy nước ngọt cho từng cống đầu mối ứng với các pha triều, phục vụ công tác vận hành mở cống lấy nước đổ ải vụ Đông Xuân đạt hiệu quả cao nhất.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án giải quyết vấn đề xác định ranh giới xâm nhập mặn nội đồng bằng cách nào khi không có mô hình mô phỏng kênh nội đồng?

Tác giả không sử dụng phương pháp nối các điểm đẳng mặn trên sông chính một cách định tính. Thay vào đó, luận án xác định nguy cơ mặn nội đồng thông qua chế độ vận hành lấy nước tại các cống đầu mối dẫn nước vào từng xã: Kết hợp điều kiện mực nước ngoài sông cao hơn cao trình cống lấy nước với điều kiện độ mặn ngoài sông nhỏ hơn ngưỡng mặn cho phép ($S_{cp} \le 1‰$ hoặc $S_{cp} \le 4‰$). Từ đó tính ra thời gian lấy nước khả dụng ($H_T$) và độ mặn cực đại ($H_S$) tại cống để xác định cấp độ hiểm họa cho xã đó.

2. Bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương (TDBTT) của luận án gồm những nhóm thành phần nào?

Bộ tiêu chí TDBTT được xây dựng dựa trên khung lý thuyết của IPCC (2012) gồm 3 nhóm thành phần chính:

• Tính nhạy ($S$): Phản ánh các yếu tố nhân khẩu, tỷ lệ lao động nông nghiệp, cơ cấu diện tích đất trồng lúa, cây màu và nuôi trồng thủy sản.
• Mức độ phơi nhiễm ($E$): Thể hiện sự phân bố về dân số, tài sản, cơ sở hạ tầng nông nghiệp nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của nồng độ mặn.
• Khả năng ứng phó ($A$): Thể hiện năng lực của hệ thống đê điều, mật độ trạm bơm, tỷ lệ kiên cố hóa kênh mương, diện tích rừng ngập mặn phòng hộ và các chính sách hỗ trợ PCTT tại địa phương.

3. Tác giả đã sử dụng những công cụ và mô hình mô phỏng nào trong nghiên cứu?

Nghiên cứu sử dụng phần mềm MIKE 11 của Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) gồm hai mô đun chính: mô đun thủy lực một chiều (MIKE 11 HD) để tính toán dòng chảy mực nước và mô đun bình lưu - khuếch tán chất (MIKE 11 AD) để tính toán lan truyền độ mặn trên mạng lưới sông Hồng – Thái Bình. Ngoài ra, tác giả sử dụng phần mềm GIS để xử lý dữ liệu không gian, lập bản đồ và phương pháp phân tích thứ bậc AHP để xác định trọng số tiêu chí.

4. Kết quả nghiên cứu chỉ ra những huyện ven biển nào chịu rủi ro xâm nhập mặn cao nhất?

Kết quả đánh giá rủi ro trên 243 xã cho thấy các xã chịu rủi ro cao và rất cao tập trung chủ yếu ở các huyện:

• Tỉnh Nam Định: Huyện Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng và một phần huyện Xuân Trường, Trực Ninh.
• Tỉnh Thái Bình: Huyện Tiền Hải và huyện Thái Thụy (đặc biệt là các khu vực ven sông Trà Lý, sông Diêm Hộ và sông Hóa).

5. Khuyến nghị của luận án về quy trình xả nước từ các hồ chứa thủy điện thượng nguồn trong vụ Đông Xuân là gì?

Dựa trên kết quả mô phỏng độ mặn tại các cống lấy nước hạ du, nghiên cứu kiến nghị trong đợt xả đầu tiên phục vụ thau rửa hệ thống và lấy nước đổ ải cho các tỉnh ven biển như Nam Định, Thái Bình, Ninh Bình, chỉ cần duy trì mực nước tại trạm thủy văn Hà Nội ở mức $+1,8\text{ m}$ (thay vì mức $+2,2\text{ m}$ theo quy trình cũ). Việc điều chỉnh này giúp tiết kiệm khoảng $302\text{ triệu m}^3$ nước xả từ các hồ chứa thượng nguồn sau 4 ngày xả mà vẫn bảo đảm hiệu quả lấy nước của các cống hạ lưu.

---

Kết luận

Luận án của NCS. Nguyễn Văn Đào đã hoàn thành việc xây dựng khung phương pháp luận định lượng đánh giá hiểm họa, tính dễ bị tổn thương và rủi ro xâm nhập mặn chi tiết đến cấp xã cho 243 xã thuộc dải ven biển hai tỉnh Nam Định và Thái Bình. Bằng việc kết hợp mô hình thủy lực một chiều MIKE 11 (HD/AD) với cơ chế vận hành cống nội đồng, phương pháp phân tích thứ bậc AHP và công nghệ GIS, luận án đã lượng hóa và bản đồ hóa mức độ rủi ro XNM ứng với các kịch bản tần suất triều và các mốc nước biển dâng đến năm 2050. Các kết quả tính toán, số liệu thống kê và hệ thống giải pháp công trình - phi công trình được đề xuất cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho công tác quản lý tài nguyên nước và lập kế hoạch phòng chống thiên tai tại đồng bằng sông Hồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu về rủi ro XNM, giới thiệu lưu vực nghiên cứu. Trong chương này, luận án đã làm rõ một số khái niệm về XNM, rủi ro thiên tai và các thành phần đánh giá rủi ro thiên tai. Thông qua thực hiện tổng quan về các nghiên cứu trên thế giới và trong nước cũng như ở lưu vực nghiên cứu về mô phỏng XNM và phương pháp đánh giá rủi ro thiên tai nói chung và XNM nói riêng, luận án đã đề ra hướng nghiên cứu mới và thực hiện trong các nội dung chương sau. Chương 2: Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn đánh giá rủi ro XNM.

Trong nội dung chương này, luận án đã đề ra các phương pháp được sử dụng để mô phỏng diễn biến XNM trên các hệ thống chính, từ đó đề xuất phương pháp xác định XNM trên địa bàn các xã và xây dựng bản đồ XNM theo các kịch bản khác nhau. Cùng với đó, phương pháp thiết lập bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương, xác định các trọng số cho các biến thành phần cũng được đề cập. Cuối cùng là phương pháp đánh giá rủi ro và xây dựng bản đồ rủi ro do XNM cho các xã. Chương 3: Kết quả đánh giá rủi ro do XNM cho khu vực ven biển Thái Bình – Nam Định.

Như đã đề cập, khu vực nghiên cứu của luận án là 243 xã thuộc vùng ven biển tỉnh Nam Định và Thái Bình. Trên cơ sở các phương pháp đã được đề cập trong chương 2, trong chương này luận án đã thực hiện ứng dụng mô hình mô phỏng XNM theo các kịch bản triều và NBD, xây dựng bản đồ XNM cho các xã theo các kịch bản tương ứng. 5 Luận án cũng tiến hành thu thập các tài liệu KTXH, tình hình công tác PCTT tại địa phương để tiến hành đánh giá TDBTT và RR cho khu vực nghiên cứu. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ RỦI RO XÂM NHẬP MẶN 1.1 Một số khái niệm Theo Luật Phòng, chống thiên tai (số 33/2013/QH13), các loại hình thiên tai ở Việt Nam bao gồm: bão, áp thấp nhiệt đới, lốc, sét, mưa lớn, lũ, lũ quét, ngập lụt, sạt lở đất do mưa lũ hoặc dòng chảy, sụt lún đất do mưa lũ hoặc dòng chảy, nước dâng, XNM, nắng nóng, hạn hán, rét hại, mưa đá, sương.

Cũng theo Luật quy định: rủi ro thiên tai là thiệt hại mà thiên tai có thể gây ra về người, tài sản, môi trường, điều kiện sống và hoạt động kinh tế - xã hội (Quốc hội Việt Nam, 2013) [1]. Tuy nhiên, rủi ro thiên tai là những nguy cơ xảy ra thiên tai. Chính vì vậy, rủi ro thiên tai được định nghĩa là khả năng xảy ra các thay đổi nghiêm trọng các chức năng bình thường của một cộng đồng hay một xã hội ở một thời gian cụ thể, do các hiểm họa tự nhiên tương tác với các điều kiện dễ bị tổn thương của xã hội, dẫn đến các ảnh hưởng bất lợi rộng khắp đối với con người, vật chất, kinh tế và môi trường, đòi hỏi phải đối phó khẩn cấp để đáp ứng các nhu cầu cấp bách của con người và có thể phải cần đến sự hỗ trợ từ bên ngoài để phục hồi. Như đã đề cập ở trên, XNM có thể không gây ra những tác động bất lợi nhanh và tức thời như bão, lũ và ngập lụt mà có thể diễn ra chậm và trong thời gian dài.

Nhưng những tác động đó có thể là không nhỏ nếu diễn ra trong thời gian dài mà không có biện pháp ngăn chặn và giảm thiểu. Chính vậy, có thể nói ý nghĩa và vai trò của đánh giá rủi ro do XNM cũng không nằm ngoài phạm vi của đánh giá rủi ro thiên tai nói chung. Rủi ro thiên tai được cấu thành từ 3 yếu tố: (1) hiểm họa (hazard); (2) mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa (exposure); và (3) tính dễ bị tổn thương (vulnerability). Nếu thiếu một trong ba yếu tố thì không hình thành rủi ro thiên tai.

Đây là định nghĩa được dùng phổ biến nhất nên luận án cũng sử dụng định nghĩa này. Tùy thuộc vào các yếu tố bị ảnh hưởng do hiểm họa thiên tai cũng như đặc điểm và tính chất của các đối tượng chịu ảnh hưởng mà rủi ro được phân loại thành các rủi ro trực tiếp hay rủi ro gián tiếp. Rủi ro trực tiếp là rủi ro xuất phát từ những thiệt hại trực tiếp của các đối tượng chịu tác động của hiểm họa thiên tai, ví dụ như nhà cửa bị hư hỏng do ngập lụt, đường xá hư hỏng, cây trồng bị lũ cuốn trôi v. Rủi ro gián tiếp xuất phát từ những thiệt hại mang tính gián tiếp, ví dụ như đường xá bị ngập lụt ảnh hưởng tới giao thông, vận chuyển hàng hóa v.

Rủi ro thiên tai cũng được xem xét trên các khía cạnh tổn thất có thể ước tính được bằng tiền như hư hỏng tài sản phải thay thế, sửa chữa hoặc có thể không ước tính được bằng tiền như tính mạng, sức khỏe tinh thần của người chịu tác động của hiểm họa thiên tai. 7 Hiểm họa là khả năng xảy ra trong tương lai của các hiện tượng tự nhiên hoặc do con người gây ra, có tác động bất lợi đến các đối tượng dễ bị tổn thương và nằm trong phạm vi ảnh hưởng của hiểm họa đó (IPCC, 2012) [2]. Một hiện tượng khí hậu được coi là một hiểm họa khi mà các yếu tố xã hội hoặc sinh thái môi trường dễ bị tổn thương và bị phơi nhiễm trước những tác động tiêu cực nguy hiểm của hiện tượng khí hậu. Tính dễ bị tổn thương có thể được hiểu là sự thiếu một hoặc một vài khả năng nào đó, nhưng không có nghĩa là thiếu khả năng chống chịu hoàn toàn.

Một cộng đồng dễ bị tổn thương có thể thiếu khả năng dự đoán rủi ro và hiểm họa, do vậy sẽ có tính dễ bị tổn thương cao, nhưng cũng có thể có khả năng phục hồi để tái thiết sau khi bị ảnh hưởng bởi thiên tai. Do vậy, sự thiếu một hay nhiều khả năng có thể góp phần làm tăng tính dễ bị tổn thương. Khái niệm tính dễ bị tổn thương được các nhà khoa học xã hội gắn với nhóm các yếu tố KTXH và xác định khả năng của cộng đồng trong việc chống chọi với hiện tượng thiên tai. Đối với khoa học tự nhiên, như các nhà khoa học về khí hậu lại thường xem khái niệm tính dễ bị tổn thương là khả năng xuất hiện và các tác động tiềm tàng của các hiện tượng thời tiết và khí hậu có liên quan.

Trong rất nhiều khái niệm dễ bị tổn thương được sử dụng, có thể nhóm lại 3 nhóm: (1) Chú trọng đến sự tiếp xúc với các tai biến bao gồm điều kiện phân bố các tai biến, khu vực tai biến mà con người đang sống, mức độ thiệt hại và phân tích các đặc trưng tác động; (2) Chú trọng đến các khía cạnh xã hội và các tổn thương liên quan đến xã hội nhằm đối phó với các tác động xấu trong cộng đồng dân cư bao gồm cả khả năng chống chịu và khả năng tự phục hồi đối với tai biến; (3) Kết hợp cả hai phương pháp và xác định tính dễ bị tổn thương như là tai biến nơi mà chứa đựng những tai biến cũng như những tác động thích ứng của xã hội. Mà dưới đây là một số khái niệm điển hình: Theo quan điểm của Gabor và Griffith, 1980, “Tính dễ bị tổn thương là mối đe dọa (đối với các vật liệu nguy hiểm) mà con người tiếp xúc (bao gồm các tác nhân hóa học và tình trạng sinh thái của cộng đồng và mức độ sẵn sàng ứng phó khẩn cấp của họ)” [3] hoặc của UNDRO (1991) “Tính dễ bị tổn thương là mức độ tổn thất đối với một đối tượng hoặc một nhóm các đối tượng chịu rủi ro do sự xuất hiện của một hiện tượng tự nhiên có độ ớn nhất định và được biểu thị theo cấp độ từ 0 (không có thiệt hại) đến 1 (thiệt hại hoàn toàn)” [4], thì cách tiếp cận tính dễ bị tổn thương của các tác giả chủ yếu xét mức độ tổn thất trước các hiểm họa tự nhiên. Với quan điểm của Dow và Downing (1995) “Tính dễ bị tổn thương là độ nhạy cảm khác nhau theo hoàn cảnh như các yếu tố về: sinh lý, nhân khẩu học, kinh tế, xã hội và công nghệ hay như là trẻ em, người cao tuổi, phụ thuộc kinh tế, chủng tộc và tuổi tác, cơ sở hạ tầng là những yếu tố gắn liền với tai biến tự nhiên" [5] thì tác giả đã quan tâm đến các yếu tố xã hội nhiều hơn thông qua 8 tính nhạy của xã hội trước các hiểm họa thiên nhiên. Với Weichselgartner và Bertens (2000), “Tính dễ bị tổn thương được coi là điều kiện của khu vực nhất định có quan hệ với tai biến, độ phơi nhiễm, sự chuẩn bị, bảo vệ và thích ứng đặc trưng cho khả năng chống chịu với tai biến tự nhiên.

Nó là thước đo khả năng của tập hợp các yếu tố để chịu được các sự kiện có tính chất vật lý nhất định” [6] thì tác giả đã xem xét một cách toàn diện hơn về điều kiện hoàn cảnh cụ thể của một khu vực khi đối mặt với hiểm họa tự nhiên. Để đánh giá Tính dễ bị tổn thương, IPCC (2007) dựa trên cơ sở đánh giá mức độ phơi nhiễm, tính dễ bị tác động (tính nhạy) và khả năng ứng phó của nhóm cộng đồng [7]. Mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa được sử dụng để chỉ sự hiện diện (theo vị trí) của con người, các hoạt động sinh kế, các dịch vụ môi trường và các nguồn tài nguyên thiên nhiên, cơ sở hạ tầng, các tài sản kinh tế, xã hội, văn hóa, v. ở những nơi có thể chịu những ảnh hưởng bất lợi bởi các hiểm họa và vì thế sẽ bị tổn hại, mất mát, hư hỏng tiềm tàng trong tương lai [2].

Mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa là yếu tố cần, nhưng chưa đủ để quyết định rủi ro. Một đối tượng nào đó có thể tiếp xúc với hiểm họa, nhưng chưa chắc đã dễ bị tổn thương (ví dụ người dân sống trong vùng có hiểm họa cao, nhưng có đầy đủ các phương tiện để thay đổi như cấu trúc cơ sở hạ tầng và các hoạt động hạn chế những mất mát có thể xảy ra). Một đối tượng dễ bị tổn thương nếu không bị phơi nhiễm trước hiểm họa thì sẽ không xảy ra rủi ro thiên tai. Mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa và tính dễ bị tổn thương có tính biến động, khác nhau trên quy mô thời gian và không gian, và phụ thuộc vào các yếu tố kinh tế, xã hội, địa lý, nhân sinh, văn hóa, thể chế, quản trị và môi trường.